Design of 20 mm~200 mm zoom objective lens for polarization imaging system

Table 1. Parameters and indexes of system design
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Table 1. Parameters and indexes of system design
参数指标
波长/nm 940
焦距/mm 20～200
视场角/（°） 1.7～17
变倍比/（^×） 10
相对孔径 1/3.3
MTF >0.3（＠120 lp/mm）
最大畸变/% <4
镜片数/片 <8
面型标准球面

Table 2. Normalized Gaussian solution

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Table 2. Normalized Gaussian solution

$q_{2}$	$Δ$	$d_{12}$	$d_{23}$	$d_{34}$
0.0	0.000	2.9	0.600	1.362
0.2	0.192	2.7	0.992	1.169
0.4	0.333	2.5	1.333	1.029
0.6	0.439	2.3	1.639	0.922
0.8	0.525	2.1	1.925	0.837
1.0	0.594	1.9	2.194	0.768
1.2	0.652	1.7	2.452	0.710
1.4	0.700	1.5	2.700	0.662
1.6	0.742	1.3	2.942	0.620
1.8	0.778	1.1	3.176	0.584
2.0	0.809	0.9	3.409	0.553
2.2	0.837	0.7	3.637	0.525
2.4	0.862	0.5	3.862	0.500

Table 3. Entrance pupil diameter and field of view of four configurations
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Table 3. Entrance pupil diameter and field of view of four configurations
参数焦距/mm
20 33 66 200
入瞳直径/mm 6.06 10 20 60
视场1/（°） 0 0 0 0
视场2/（°） 6.030 3.672 1.840 0.608
视场3/（°） 8.530 5.194 2.602 0.860

Table 4. Lens data of long focal structure

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Table 4. Lens data of long focal structure

表面类型	曲率半径/mm	厚度/mm	玻璃
标准球面	157.874	10.002	H-ZLAF89L
标准球面	614.992	10.002	H-BAK5
标准球面	452.332	116.000	/
标准球面	27.489	10.008	H-ZLAF92
标准球面	21.408	10.000	/
标准球面	−80.844	4.000	H-ZLAF90
标准球面	64.604	24.000	/
标准球面	128.747	4.399	H-ZLAF92
标准球面	−557.383	5.000	/
标准球面	85.890	4.593	H-ZLAF92
标准球面	1474.072	52.468	/
标准球面	−28.113	10.005	D-ZK3
标准球面	−35.119	5.356	/
标准球面	60.832	10.006	H-BAK3
标准球面	−157.675	22.904	/

Table 5. Tolerance analysis results
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Table 5. Tolerance analysis results
采样率/% 焦距/mm
20 33 66 200
90 0.354 0.459 0.348 0.347
80 0.377 0.472 0.366 0.367
50 0.403 0.495 0.391 0.395
20 0.419 0.506 0.412 0.421
10 0.426 0.511 0.420 0.429

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Xin CHEN, Shenglai ZHEN, Jian FANG, Shanjing TAO, Benli YU. Design of 20 mm~200 mm zoom objective lens for polarization imaging system[J]. Journal of Applied Optics, 2022, 43(5): 846

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